專利名稱：一種高爐風(fēng)口耐磨小套及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高爐冶煉設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工藝簡單、孔徑調(diào)整靈活、內(nèi)襯高溫?zé)缶€變化率低、耐沖刷、抗急冷急熱性能好的高爐風(fēng)口耐磨小套及其制作方法。
背景技術(shù)：
高爐風(fēng)口小套是煉鐵高爐進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)中的重要設(shè)備，擔(dān)負(fù)著將煤粉和1000°C以上的助燃空氣輸送入高爐的重任。由于小套內(nèi)壁要承受高溫、高速氣體的沖刷，乃至噴煤管高速煤粉的磨蝕，容易造成小套內(nèi)壁擴(kuò)大而損壞；由于小套前端要承受回旋區(qū)2000°C左右的高溫輻射和1000°C以上的氣流、渣鐵的對(duì)流換熱，容易造成小套局部熱流密度超過小套所能承受的最大熱流值，造成小套局部熔損而損壞；風(fēng)口壁還要承受內(nèi)外極大溫差引起的熱應(yīng)力，當(dāng)局部受到過大的熱流時(shí)，過大的熱應(yīng)力容易造成局部龜裂而損壞。另外，對(duì)于單條生 產(chǎn)線的企業(yè)來說，由于其上下工序?qū)Ω郀t的生產(chǎn)制約，高爐不能很好的發(fā)揮產(chǎn)能，只能通過控制冶煉強(qiáng)度來協(xié)調(diào)生產(chǎn)，這樣，就必須縮小進(jìn)風(fēng)面積來滿足實(shí)際的生產(chǎn)需要，需要新制、縮小在用或庫存新制小套的內(nèi)壁直徑。耐火澆注料是一種由耐火骨料、粉料為主，并加入一定量結(jié)合劑、外加劑、水或其他液體材料共同組成，具有較高的流動(dòng)性，適宜用澆注方法施工，并無需加熱即可硬化的不定形耐火材料。對(duì)于小套的熔損和龜裂，現(xiàn)有技術(shù)一般通過改進(jìn)小套材料、結(jié)構(gòu)和鑄造工藝等方式，已基本能夠解決熔損和龜裂問題。對(duì)于提高小套的抗磨損性能，也有通過離子噴涂耐磨涂層和堆焊耐磨合金的方法，但由于離子噴涂的涂層較薄，抗磨損性能有限；而堆焊因堆焊材料與小套材料難以保持一致，造成使用易疲勞分層，且堆焊操作復(fù)雜。另外，對(duì)于需要通過調(diào)整進(jìn)風(fēng)來控制冶煉強(qiáng)度的情況，一般采用小套加裝縮風(fēng)口襯套來縮小風(fēng)口面積來控制冶煉強(qiáng)度，但容易因高速氣流的沖刷而吹入高爐；如果采用新制整體式的小風(fēng)口面積小套，則制作周期過長，且不能改變庫存小套的風(fēng)口面積，容易造成浪費(fèi)。如果能夠研制一種高溫?zé)缶€變化率低，中、低、高溫強(qiáng)度呈線性提高，耐沖刷，抗急冷急熱性能好的高爐風(fēng)口小套耐磨內(nèi)襯，并且進(jìn)一步能夠提供具有工藝簡單、內(nèi)襯孔徑調(diào)整靈活、與小套內(nèi)壁結(jié)合緊密的此耐磨小套的制作方法，是解決現(xiàn)有技術(shù)問題的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種高溫?zé)缶€變化率低、耐沖刷、抗急冷急熱性能好的高爐風(fēng)口耐磨小套；第二目的在于提供一種制作工藝簡單、孔徑調(diào)整靈活、與小套內(nèi)壁結(jié)合緊密的高爐風(fēng)口耐磨小套的制作方法。本發(fā)明的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的所述小套內(nèi)壁澆注或鑲嵌有中空的耐磨內(nèi)襯，所述耐磨內(nèi)襯由骨料與結(jié)合劑按80 120份12 18份重量份配合后澆注而成。本發(fā)明的第二目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高爐風(fēng)口耐磨小套的制作方法，包括型腔設(shè)置、配料、澆注、干燥、烘烤工序，具體包括a、型腔設(shè)置根據(jù)耐磨內(nèi)襯預(yù)制內(nèi)孔大小，通過模具設(shè)置與小套內(nèi)壁形成型腔；
b、配料先攪拌骨料，再加入結(jié)合劑繼續(xù)攪拌得到澆注料；
C、澆注將澆注料置入小套型腔中澆注得到耐磨內(nèi)襯；
d、干燥澆注好的耐磨內(nèi)襯干燥2 8h后脫去模具；
e、烘烤初期勻速升溫至耐磨內(nèi)襯表面溫度250 350°C，保溫2 4h，繼續(xù)勻速升溫至耐磨內(nèi)襯表面溫度450 550°C，保溫2 4h?！?br> 本發(fā)明的耐磨內(nèi)襯是通過在常規(guī)高爐風(fēng)口小套的內(nèi)壁澆注或鑲嵌有中空的耐磨內(nèi)襯得到，相比離子噴涂和堆焊，內(nèi)襯厚度可根據(jù)需要自由調(diào)整，襯套與小套內(nèi)壁結(jié)合緊密，避免了常規(guī)加裝內(nèi)襯因高速氣流的沖刷而吹入高爐的麻煩；通過配料的選擇和制作工藝的優(yōu)化，內(nèi)襯高溫?zé)缶€變化率低、耐沖刷、抗急冷急熱性能好，避免了因頻繁更換風(fēng)口裝置造成的休風(fēng)損失。本發(fā)明的制作方法以耐火骨料和結(jié)合劑混合作為澆注料，根據(jù)預(yù)調(diào)風(fēng)口大小設(shè)置內(nèi)模與小套內(nèi)壁形成型腔，澆注料澆注入型腔形成內(nèi)襯，內(nèi)襯再經(jīng)干燥和烘烤而制得。制作方法可在現(xiàn)有庫存小套基礎(chǔ)上通過靈活、快速的調(diào)整內(nèi)模大小，實(shí)現(xiàn)小套直徑的改變，有利于根據(jù)生產(chǎn)需要制作不同風(fēng)口面積的小套來控制冶煉強(qiáng)度，減少企業(yè)備件庫存，從而降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益；對(duì)于磨損導(dǎo)致風(fēng)口面積過大的小套，可通過澆注內(nèi)襯來縮小風(fēng)口直徑，從而延長小套的使用壽命。本發(fā)明高爐風(fēng)口耐磨小套，具有高溫?zé)缶€變化率低、耐沖刷、抗急冷急熱性能好，內(nèi)襯與小套結(jié)合緊密的特點(diǎn)；本發(fā)明的制作方法，具有工藝簡單，內(nèi)襯直徑調(diào)整靈活方便的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的耐磨小套結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為本發(fā)明的制作方法典型工藝流程示意圖。圖中1-小套，2-冷卻進(jìn)水管，3-冷卻回水管，4-送風(fēng)孔，5-配合倒角，6-耐磨內(nèi)襯。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對(duì)本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的高爐風(fēng)口耐磨小套，所述小套內(nèi)壁澆注或鑲嵌有中空的耐磨內(nèi)襯，所述耐磨內(nèi)襯由骨料與結(jié)合劑按80 120份12 18份重量份配合后澆注而成。所述結(jié)合劑為硅溶膠或鋁溶膠中的一種或一種以上。所述硅溶膠與鋁溶膠按(T3:3、的重量比混合制備成硅鋁溶膠。所述骨料包括剛玉和莫來石和/或碳化硅，所述結(jié)合劑包括硅鋁溶膠。所述骨料中剛玉莫來石碳化娃按其60 75% 10 15% 15 25%質(zhì)量百分比配比，各成分質(zhì)量百分比之和不大于100%。本發(fā)明的高爐風(fēng)口耐磨小套制作方法，包括型腔設(shè)置、配料、澆注、干燥、烘烤工序，具體包括
a、型腔設(shè)置根據(jù)耐磨內(nèi)襯預(yù)制內(nèi)孔大小，通過模具設(shè)置與小套內(nèi)壁形成型腔；b、配料先攪拌骨料，再加入結(jié)合劑繼續(xù)攪拌得到澆注料；
C、澆注將澆注料置入小套型腔中澆注得到耐磨內(nèi)襯；
d、干燥澆注好的耐磨內(nèi)襯干燥2 8h后脫去模具；
e、烘烤初期勻速升溫至耐磨內(nèi)襯表面溫度250 350°C，保溫2 4h，繼續(xù)勻速升溫至耐磨內(nèi)襯表面溫度450 550°C，保溫2 4h。所述骨料攪拌的時(shí)間為2 5min,所述加入結(jié)合劑的攪拌時(shí)間為3 lOmin。所述攪拌是通過立式攪拌機(jī)、雙軸攪拌機(jī)、輪碾式攪拌機(jī)、強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。
所述干燥是自然風(fēng)干或低溫烘干。所述初期勻速升溫是以O(shè). 5 1. 50C /min的速度升溫，繼續(xù)勻速升溫是以1. 5
2.5 0C /min的速度升溫。所述耐磨內(nèi)襯表面初期溫度升至280 320°C時(shí)，小套連通冷卻水冷卻。所述耐磨內(nèi)襯表面溫度繼續(xù)升至480 520°C時(shí)，小套連通冷卻水冷卻。所述小套的內(nèi)壁在澆注前經(jīng)清除油脂和/或除銹處理。實(shí)施例1
將需要加內(nèi)襯的新制小套內(nèi)壁經(jīng)除銹和清除油脂處理后豎直放置于事先做好的平臺(tái)上，根據(jù)預(yù)制耐磨內(nèi)襯內(nèi)孔大小，選擇適合的內(nèi)模與小套內(nèi)壁同軸安裝并固定；將剛玉60kg、莫來石15kg及碳化娃25kg共計(jì)IOOkg依次倒入強(qiáng)制式攪拌機(jī)內(nèi)攪拌3分鐘,再加入7. 5kg的鋁溶膠和7. 5kg的硅溶膠，繼續(xù)攪拌5分鐘后即得到澆注料；將攪拌好的澆注料澆注在小套與內(nèi)模之間，填滿空間即可；將澆注耐磨內(nèi)襯的小套經(jīng)4小時(shí)自然風(fēng)干后脫去內(nèi)模；將耐磨內(nèi)襯連同小套用煤氣火以1°C /min的速度升溫，使耐磨內(nèi)襯表面溫度升至3000C，然后小套內(nèi)部連通冷卻水并保溫3小時(shí)，在水冷的狀況下以2°C /min的速度升溫，使耐磨內(nèi)襯表面溫度升至500°C，保溫3小時(shí)即可制得高爐風(fēng)口耐磨小套。實(shí)施例2
將需要加內(nèi)襯的新制小套內(nèi)壁經(jīng)除銹和清除油脂處理，根據(jù)預(yù)制耐磨內(nèi)襯內(nèi)孔大小，選擇適合的模具與小套安裝并固定形成內(nèi)襯型腔；將剛玉60kg、莫來石8kg及碳化娃12kg共計(jì)80kg依次倒入立式攪拌機(jī)內(nèi)攪拌2分鐘，再加入18kg的硅溶膠，繼續(xù)攪拌3分鐘后即得到澆注料；將攪拌好的澆注料澆注在小套與內(nèi)模之間，振動(dòng)填滿空間即可；將澆注耐磨內(nèi)襯的小套經(jīng)2小時(shí)60°C低溫烘干后脫去模具；將耐磨內(nèi)襯連同小套用烤箱以1. 5°C /min的速度升溫，使耐磨內(nèi)襯表面溫度升至250°C，然后小套內(nèi)部連通冷卻水并保溫4小時(shí)，在水冷的狀況下以2V /min的速度升溫，使耐磨內(nèi)襯表面溫度升至450°C，保溫4小時(shí)即制得高爐風(fēng)口耐磨小套。實(shí)施例3
將需要加內(nèi)襯的新制小套內(nèi)壁經(jīng)除銹和清除油脂處理，根據(jù)預(yù)制耐磨內(nèi)襯內(nèi)孔大小，選擇適合的模具與小套安裝并固定形成內(nèi)襯型腔；將剛玉84kg、莫來石16kg及碳化娃20kg共計(jì)120kg依次倒入雙軸攪拌機(jī)內(nèi)攪拌5分鐘，再加入16kg的鋁溶膠，繼續(xù)攪拌10分鐘后即得到澆注料；將攪拌好的澆注料澆注在小套與內(nèi)模之間，振動(dòng)填滿空間即可；將澆注耐磨內(nèi)襯的小套經(jīng)8小時(shí)的自然風(fēng)干后脫去模具；將耐磨內(nèi)襯連同小套用烤箱以1°C /min的速度升溫，使耐磨內(nèi)襯表面溫度升至350°C，然后小套內(nèi)部連通冷卻水并保溫2小時(shí)，在水冷的狀況下以2. 5°C /min的速度升溫，使耐磨內(nèi)襯表面溫度升至550°C，保溫2小時(shí)即制得高爐風(fēng)口耐磨小套。實(shí)施例4
將風(fēng)口已磨損擴(kuò)大的小套內(nèi)壁經(jīng)除銹和清除油脂處理后豎直放置于事先做好的平臺(tái)上，根據(jù)預(yù)制耐磨內(nèi)襯內(nèi)孔大小，選 擇適合的內(nèi)模與小套內(nèi)壁同軸安裝并固定；將剛玉60kg、莫來石12kg及碳化娃18kg共計(jì)90kg依次倒入輪碾式攪拌機(jī)，內(nèi)攪拌3分鐘,再加入4kg的硅溶膠和8kg的鋁溶膠，繼續(xù)攪拌7分鐘后即得到澆注料；將攪拌好的澆注料澆注在小套與內(nèi)模之間，振動(dòng)填滿空間即可；將澆注耐磨內(nèi)襯的小套經(jīng)6小時(shí)自然風(fēng)干后脫去模具；將耐磨內(nèi)襯連同小套用煤氣火以以0. 5°C /min的速度升溫，使耐磨內(nèi)襯表面溫度升至300°C，然后小套內(nèi)部連通冷卻水并保溫3小時(shí)，在水冷的狀況下以1. 50C /min的速度升溫，使耐磨內(nèi)襯表面溫度升至500°C，保溫2小時(shí)即制得高爐風(fēng)口耐磨小套。實(shí)施例5
將風(fēng)口已磨損擴(kuò)大的小套內(nèi)壁經(jīng)除銹和清除油脂處理，根據(jù)預(yù)制耐磨內(nèi)襯內(nèi)孔大小，選擇適合的模具與小套安裝并固定形成內(nèi)襯型腔；將剛玉72kg、莫來石12kg及碳化娃16kg共計(jì)IOOkg依次倒入雙軸攪拌機(jī)內(nèi)攪拌4分鐘，再加入IOkg的硅溶膠和7kg的鋁溶膠，繼續(xù)攪拌8分鐘后即得到澆注料；將攪拌好的澆注料澆注在小套與內(nèi)模之間，振動(dòng)填滿空間即可；將澆注好的耐磨內(nèi)襯經(jīng)7小時(shí)的自然陰干后脫去模具；將耐磨內(nèi)襯連同小套用烤爐以1°C /min的速度升溫，使耐磨內(nèi)襯表面溫度升至350°C，然后小套內(nèi)部連通冷卻水并保溫2小時(shí)，在水冷的狀況下以1. 5°C /min的速度升溫，使耐磨內(nèi)襯表面溫度500°C，保溫3小時(shí)即制得高爐風(fēng)口耐磨小套。
權(quán)利要求
1.一種高爐風(fēng)口耐磨小套，其特征在于所述小套內(nèi)壁澆注或鑲嵌有中空的耐磨內(nèi)襯， 所述耐磨內(nèi)襯由骨料與結(jié)合劑按80 120份12 18份重量份配合后澆注而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨小套，其特征在于所述骨料包括剛玉和莫來石和/或碳化硅，所述結(jié)合劑為硅溶膠或鋁溶膠中的一種或一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨小套，其特征在于所述硅溶膠與鋁溶膠按(Γ3:3、的重量比混合制備成硅鋁溶膠。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高爐風(fēng)口耐磨小套的制作方法，其特征在于包括型腔設(shè)置、配料、澆注、干燥、烘烤工序，具體包括a、型腔設(shè)置根據(jù)耐磨內(nèi)襯預(yù)制內(nèi)孔大小，通過模具設(shè)置與小套內(nèi)壁形成型腔；b、配料先攪拌骨料，再加入結(jié)合劑繼續(xù)攪拌得到澆注料；C、澆注將澆注料置入小套型腔中澆注得到耐磨內(nèi)襯；d、干燥澆注好的耐磨內(nèi)襯干燥2 8h后脫去模具；e、烘烤初期勻速升溫至耐磨內(nèi)襯表面溫度250 350°C，保溫2 4h，繼續(xù)勻速升溫至耐磨內(nèi)襯表面溫度450 550°C，保溫2 4h。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于所述攪拌是通過立式攪拌機(jī)、雙軸攪拌機(jī)、輪碾式攪拌機(jī)、強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于所述骨料攪拌的時(shí)間為2 5min，所述加入結(jié)合劑的攪拌時(shí)間為3 lOmin。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于所述初期勻速升溫是以O(shè).5 1. 5°C / min的速度升溫,繼續(xù)勻速升溫是以1. 5 2. 5V /min的速度升溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于所述耐磨內(nèi)襯表面溫度初期升至 280 320°C時(shí)，小套連通冷卻水冷卻。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于所述耐磨內(nèi)襯表面溫度繼續(xù)升至 480 520°C時(shí)，小套連通冷卻水冷卻。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于所述小套內(nèi)壁在澆注前經(jīng)清除油脂和/或除銹處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高爐風(fēng)口耐磨小套及其制作方法。所述小套內(nèi)壁澆注或鑲嵌有中空的耐磨內(nèi)襯。所述制作方法包括型腔設(shè)置、配料、澆注、干燥、烘烤工序，具體包括a、型腔設(shè)置模具與小套內(nèi)壁形成型腔；b、配料先攪拌骨料，再加入結(jié)合劑攪拌得到澆注料；c、澆注澆注料置入小套型腔；d、干燥澆注后干燥2～8h脫去模具；e、烘烤升溫至內(nèi)襯表面溫度250～350℃，保溫2～4h，繼續(xù)升溫至450～550℃，保溫2～4h。本發(fā)明既可以提高小套耐磨性，又可以縮小庫存和磨損小套風(fēng)口直徑而控制冶煉強(qiáng)度，且制得的內(nèi)襯高溫?zé)缶€變化率低，中、低、高溫強(qiáng)度呈線性提高，耐沖刷，抗急冷急熱性能好，制作工藝簡單、內(nèi)襯孔徑調(diào)整靈活。
文檔編號(hào)B28B1/14GK102994676SQ201210554719
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者李信平, 張志明, 王楠, 代潔, 鄔偉剛, 彭運(yùn)濤 申請(qǐng)人:武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司